Question

在Rt△ABC中，∠ACB=90°，AB=4，D為AB的中點(diǎn)，將一直角△DEF紙片平放在△ACB所在的平面上，且使直角頂點(diǎn)重合于點(diǎn)D（C始終在△DEF內(nèi)部），設(shè)紙片的兩直角邊分別與AC、BC相交于M、N．
（1）當(dāng)∠A=∠NDB=45°時(shí)，四邊形MDNC的面積為______；
（2）當(dāng)∠A=45°，∠NDB≠45°時(shí)，四邊形MDNC的面積是否與（1）相同？說明理由；
（3）當(dāng)∠A=∠NDB=30°時(shí)，四邊形MDNC的面積為______

Answer 1

【答案】分析：（1）根據(jù)在Rt△ABC中，∠ACB=90°，AB=4，D為AB的中點(diǎn)，求出AD=DB，再利用勾股定理求出MD=ND的長(zhǎng)，在求證出四邊形MDNC為正方形即可．
（2）連接CD，易證△MDA≌△NDC，然后可得S_{四邊形MDNC}=×2×2即可．
（3）根據(jù)∠A=∠NDB=30°，求證四邊形MDNC為矩形，利用30度角所對(duì)的直角邊等于斜邊的一半求出MD，再利用勾股定理求出DN，然后即可求出四邊形MDNC的面積．
（4）過D分別作DP⊥AC于P，DR⊥BC于R，求證△DPM∽△DRN，利用其對(duì)應(yīng)邊成比例求得RN=PM，RN=1-x，PM=，然后即可求得四邊形MDNC的面積．
解答：解：
（1）如圖1，
∵在Rt△ABC中，∠ACB=90°，AB=4，D為AB的中點(diǎn)，
∴AD=DB=2，
∵∠A=∠NDB=45°，
∴AC∥DE，∠A=∠B=45°，
∴MD=ND，
∴MD=ND=，
∴四邊形MDNC為正方形．
∴四邊形MDNC的面積為×=2；

（2）相同．
如圖2，連接CD，
∵∠A=45°，在Rt△ABC中，∠ACB=90°，AB=4，D為AB的中點(diǎn)，
∴CD⊥AB，
∴AD=BD=CD，
∴∠ADM+∠CDM=90°，∠MDC+∠CDN=90°，
∴∠MDA=∠CDN，
∠A=∠DCN=45°，
∴△MDA≌△NDC，
∴S_{四邊形MDNC}=S_△MDC+S_△DNC=S_△ADC=2××2=2；

（3）如圖3，∵∠A=∠NDB=30°，
∴四邊形MDNC為矩形，
∴MD=1，DN=，
∴S_矩形MDNC=MD•DN=1×=；

（4）發(fā)生變化．
當(dāng)∠A=30°，∠BDN≠30°時(shí)，如圖4，過D分別作DP⊥AC于P，DR⊥BC于R，
∵∠PDR=∠FDE=90°，
∴∠PDM=∠NDR，
∴△DPM∽△DRN，
∴==
∴RN=PM，RN=1-x，PM=，
∴∠BDN＜30°時(shí)，S=+×（1-x）-××1=-x，
或∠BDN＞30°時(shí)，S=-×（1-x）+××1=+x．
點(diǎn)評(píng)：此題主要考查相似三角形的判定與性質(zhì)、全等三角形的判定與性質(zhì)、勾股定理等知識(shí)點(diǎn)，綜合性較強(qiáng)，尤其是（4）有一定的拔高難度，屬于難題．